Modélisation géochimique des fractionnements isotopiques : implémentation dans le code de transport réactif HYTEC et applications environnementales

par Manon Lincker

Projet de thèse en Géosciences et géoingénierie

Sous la direction de Vincent Lagneau et de Sophie Guillon.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris) , en partenariat avec Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne) (laboratoire) , Centre d'Investigation Clinique (equipe de recherche) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-12-2017 .


  • Résumé

    De plus en plus de données de géochimie isotopique sont disponibles, ce qui ouvre la voie de leur interprétation à l'aide de modèles numériques de transport réactif prenant en compte non seulement les réactions et processus biogéochimiques mais aussi le partitionnement des isotopes stables. Dans le cadre de cette thèse, des développements théoriques, algorithmiques et numériques seront tout d'abord réalisés dans le code HYTEC, développé au centre de Géosciences de l'École des Mines, afin de construire et de valider un outil de modélisation des fractionnements isotopiques des isotopes stables. L'outil ainsi obtenue sera validé sur différents cas simples de fractionnement isotopique, pour lesquels des solutions analytiques existent. Les différents types de réactions impliquant des fractionnements isotopiques et intéressant la communauté des géochimistes seront identifiés, afin de valider la généralité de l'outil numérique développé et de définir ses limites éventuelles. Différentes applications ont déjà été identifiées pour l'outil de modélisation qui sera développé, basées sur des données existantes ou à acquérir. En particulier, la modélisation des isotopes stables du chrome comme traceurs de la contamination environnementale et des méthodes de bioremédiation pourra être réalisée en collaboration avec l'ENS Lyon.

  • Titre traduit

    Geochemical simulation of isotopic fractionations: implementation in reactive transport code HYTEC and environmental applications


  • Résumé

    More and more isotopic geochemical data are available what leads to the use of numerical reactive transport model in order to interpret these data, taking into account reactions and biogeochemical processes but also stable isotopes fractionation. In the context of this PhD, theoretical, algorithmic and numerical developments will first be achieved through code HYTEC, developed at the Geosciences center from Ecole des Mines (France) to build and validate a simulation tool for stable isotopes fractionation. This tool will be verified through different simple cases of application concerning isotopic fractionation for which analytic solutions exist. Different types of reactions that imply isotopic fractionations in which geochemist community is interested will be identified to validate the entire developed tool and to define its potential limits. Different applications are already identified for the simulation tool that will be developed, based on existing data or data to acquire. Particularly, modelisation of chrome stabe isotopes as tracer for environmental contamination and bio-rehabilitation could be realized in collaboration with Ecole Normale Supérieure de Lyon (France).